4.2. 층류(Laminarflow)
유체의 입자가 서로 층의 상태로 미끄러지면서 흐르게 되며, 이 유체 입자의 층과 층 사이에서는 다만 분자에 의한 운동량의 변화만이 있는 흐름이다. 한마디로 말해 유체의 분자들이 모두 열을 지으면서 질서 정연하게 흐르고 있는 상태를 층류라고 한다. 유속이 느린 경우에 나
경게층 내부에서의 흐름은 그 모양에 따라 층류(laminarflow)와 난류(turbulent flow)로 구분된다. 층류 유동은 인접한 유체층 사이에 거시적인 혼합이 없는 상태로 염료 등을 이용하여 가시화 할 경우 염료가 퍼지지 않으면서 하나의 선으로 유체와 함께 흐르게 된다. 그러나 난류 유동의 경우는 매우 불규칙
2. Pi Theorem 을 이용한 Reynold Number 유도
(1) Pi Theorem
- 차원 변수의 개수 보다 적은 무차원수로 나타내는 방법에는 여러 가지가 있다. 그 중에서 Pi이론은 1914년에 Buckingham 에 의해 제안된 방법이라서 Buckingham의 Pi정리라고 하고 있다. 이 Pi 라는 이름은 변수의 곱을 의미하는 수학적인 기호 에서 나온 것
층류유동이 되면 마찰계수는 상대조도와는 무관하게 되어 레이놀즈수만의 함수가 되며 레이놀즈수가 대단히 커져서 완전한 난류유동이 되면 마찰계수는 레이놀즈수와는 무관하게 되고 상대조도만의 함수가 된다. 따라서, stanton diagram을 보면
1) laminar pipe flow (Re<2100)
2) turbilunt pipe flow (Re>2100)
a) smooth p
(3) 레이놀즈 수에 따른 흐름영역의 구분
유체의 흐름상태는 유체가 흐르는 영역의 크기와 유체의 제반 물성치 및 시간당 유체의 흐름량에 의존되며 이러한 변수들을 관련지은 레이놀즈수의 크기에 따라 다음과 같은 영역으로 분류된다.
◇ 층류 (Laminarflow) - < 2000인 영역이며 유체의 흐름(streamline)
층류(Laminarflow)라고 하고, 각 분자가 이동하는 궤적을 유선(Stream line), 유선의 덩어리를 유관(Steam tube)이라고 한다.
이것에 대해서 불규칙하게 유동하는 것을 난류(Turbulent flow)라고 한다.
이 층류에서 난류로 바뀌는 경계점 속도를 임계속도(Critical velocity)라고 한다.
영국의 Osborne Reynolds는 관내를 흐르
층류와 난류
레이놀즈수는 유체의 운동을 기술하는 데에 매우 중요한 parameter이다. 레이놀즈수가 작으면 점성력이 크므로 유체는 층류(laminarflow)가 되어 나란히 흐른다. 하지만 레이놀즈수가 크면 점성력에 비해 관성력이 크므로 유체는 난류(turbulent flow)가 되어서 불규칙한 흐름을 보인다. 일반적으
층류와 난류를 구분하는 Re수' 를 [임계Re수(Rec)]라고 한다.
흐름의 경우에 따라 각각 Rec가 별도로 존재한다.
가장 일반적인 경우가 원관의 흐름이므로 원관 흐름의 경우는 다음과 같다.
4) 경계층(boundary layer)
물체가 물이나 공기 등 점성이 작은 유체 속을 운동할 때, 물체의 표면에 접하는 유
평균속도 사이에 대체로 다음과 같은 관계가 성립한다.
레이놀즈수 -
흐름종류
흐름조건
Re. Number 범위
LaminarFlow
No macroscopic mixing
Velocity in macroscopic steady flow is constant at any point
Transition Region
(전이영역 또는 임계영역)
Turbulent Flow
Mixing by eddy motion between the layers
층류를 구분하는 경계가 되는 레이놀즈 수를 임계 레이놀즈 수라고 한다. http://blog.naver.com/yeosg99.do?Redirect=Log&logNo=120001593663
이 실험에서 Re의 값은 536이었다. 그러므로 이 실험의 유동은 층류라고 볼 수 있다.
다음은 Reduction of flow-induced forces on the circular cylinder using a detached splitter plate 라는 논문에